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    收藏!EVA材料發泡工藝與問題盤點!

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    發表于 2021-2-1 10:57:38 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
    EVA材料是由乙烯(E)和乙酸乙烯(VA)共聚而制, EVA發泡材料具有良好的柔軟性和彈性,同時表面光澤性與化學穩定性也非常好,密閉泡孔結構,EVA材質有抗老化、耐臭、無毒性、柔軟減震并且可生物降解所以有著廣泛的用途。
    EVA特點是具有良好的柔軟性,橡膠般的彈性,在0℃以下仍能夠具有較好的可撓性,透明性和表面光澤性好,化學穩定性良好,抗老化和耐臭氧強度好,無毒性。填料的摻混性好,著色和成型加工性好。它與乙酸乙烯含量和分子量、熔融指數關系很大。

    當熔融指數(MI)一定,乙酸乙烯(VA)含量提高時候,其彈性、柔軟性、相溶性、透明性等也隨著提高。當VA含量減少時候,則性能接近于聚乙烯,剛性增高,耐磨性、電絕緣性提高。若VA含量一定時,熔融指數增加,則軟化點下降,改善加工性和表面光澤,但強度會下降,否則,隨MI的降低分子量增大,沖擊性能和抗環境應力,開裂性能提高。

    EVA樹脂是乙烯-醋酸乙烯共聚物,一般醋酸乙烯(VA)含量在5%~40%。與聚乙烯相比,EVA由于在分子鏈中引入了醋酸乙烯單體,從而降低了結晶度,提高了柔韌性、抗沖擊性、填料相溶性和熱密封性能,被廣泛應用于發泡鞋料、功能性棚膜、包裝膜、熱熔膠、電線電纜及玩具等領域。一般來說,EVA樹脂的性能主要取決于分子鏈上醋酸乙烯的含量。

    EVA發泡主要采用的發泡劑為偶氮二甲酰胺,由于該發泡劑發氣量大,發氣量穩定,分解速率快,在EVA發泡行業得到了廣泛的應用,隨著發泡技術的發展以及對發泡材料性能要求的提高,對發泡劑提出了更高的要求,發泡劑逐步向精細化、功能化方向發展。

    衡量一種化學發泡劑好壞的主要技術指標有分解溫度、發氣量、分解速度和分解放熱等。


    常見的發泡劑

    發泡劑AC(ADCA)

    偶氮二甲酰胺為淡黃色粉末,無毒、無味、不變色、不污染,是一種穩定性較好的發泡劑。分解產生的N2、NH3、CO2(其中N2占65%;CO2占33%;NH3 3%)。分解溫度在195-200℃,發氣量為200-220ml/g。目前常用的改性AC發泡劑按分解溫度分為高溫AC發泡劑(分解溫度200℃)、中溫AC發泡劑(分解溫度165℃)、低溫AC發泡劑(分解溫度135℃)。

    發泡劑OBSH/OT

    4,4’-氧代雙苯磺酰肼為白色粉末、無毒、無味、不變色、不污染,膨脹率較小,分解溫度和硫化溫度相近。不加發泡助劑就能形成較均勻微孔結構,收縮率比發泡劑H和AC都小,宜于制造尺寸要求比較嚴格的制品。對氯丁橡膠的硫化還具有活化作用,特別適用于氯丁橡膠的發泡劑。

    發泡劑H(DPT、BN)

    為淡黃色粉末,不變色、不污染、有氣味,在熱和酸的作用下,會析出大量的氣體和熱量。所產生的甲醛可用發泡助劑使之消除,但殘留的胺會使海綿橡膠帶有魚腥味。加入尿素、三聚氰胺和某些氨基化合物,可以部分地減弱這種氣體。由于發泡劑H分解速度快、產生的氣體(N2、NH3)量大,如膠料熔體強度不夠,易使海綿橡膠的孔壁破裂,形成開孔,而且當內壓減小時,收縮也較大。因此,使用時要注意其用量及發泡助劑的選擇。

    氧化鋅在EVA發泡過程中起著至關重要的作用,其分散在EVA膠料中,煉膠時作為熱傳遞導體,可使制品的發泡過程中各區域溫度一致,縮短硫化時間,同時避免膠料局部過熱而燒焦或老化。另外,交聯劑、硬脂酸等功能性助劑也可以選擇性添加。

    EVA發泡工藝

    EVA可以以幾種不同的方式“發泡”,其中每種都將氣泡引入原料中。當處于半液態時,可以將發泡劑作為固體引入。當組合被加熱時,發泡劑將膨脹并變成氣體,在整個塑料中留下氣泡。

    小U分別對所列出的每個發泡工藝進行闡述。

    平板發泡(大發泡)

    平板發泡又叫大發泡,是非常成熟的發泡工藝。EVA用這種發泡工藝做出來產品主要用于軟墊、卷材等方面,鞋材方面也有,但較少。

    在鞋材方面,平板發泡工藝流程可概括為:發泡物料混合密煉--制成片材置于模具中發泡--發泡片材進行裁切、磨邊等--鞋底成品。

    平板發泡工藝優點主要是機器設備成本相對較低、工藝技術要求不高,缺點是邊角料多,交聯發泡后EVA難以回收,造成原料浪費,同時生產效率不高,因此目前主要是小型鞋材加工廠在用。

    模壓發泡(小發泡)

    模壓發泡又叫小發泡,可以說是鞋材EVA發泡經典工藝了。它又分一次發泡和二次發泡,其中二次發泡出來的EVA鞋中底又叫PHYLON,俗稱飛龍,在緩震性能和彈性方面遠比一次發泡EVA鞋中底好。

    模壓發泡工藝可概括為:配方物料混煉造粒--稱重放入模具--一次發泡成型。如有需要二次發泡成型,則將一次發泡粗胚磨掉表皮,壓入成品模具內,通過加熱和冷卻兩個步驟即產品成型。

    工藝優點在于發泡條件靈活,工藝非常成熟,與平板發泡相比,減少了邊角料的浪費。但和注射交聯發泡工藝相比,其缺點主要在于生產效率較低,能耗高,工藝條件對產品物性影響大。

    注射交聯發泡

    注射交聯發泡工藝是目前較先進的EVA系鞋中底發泡工藝,但關于這個工藝公開研究資料較少,公開的也只是涉及到基礎的部分,根據行業人士透露,目前鞋材大廠主流EVA發泡工藝都是注射交聯發泡。

    注射交聯發泡工藝流程:EVA原料、改性料、化學助劑、填充料等在密煉機密煉好--倒料過輪臺兩次后投入造粒機造成顆粒--檢驗好EVA原料進入注塑成型--EⅤA中底成品。

    該工藝可以極大地提高生產效率,且一次射出成型,幾乎沒有邊角廢料,但其處理伸縮的流程要比模壓發泡復雜一些,由于尺寸伸縮會導致成品精確性有些許出入。

    圖 EVA注射交聯發泡鞋中底

    EVA發泡常見問題分析
    產生針孔

    a) 發泡劑分散不均勻,造成發泡劑集中,分解氣體堆積形成粗孔。
    b) 其他物料(膠粒、填充料)中含有粗顆;螂s質造成分散不良,而形成粗孔。
    c)助劑吸潮,水份過高,發泡過程形成蒸汽孔。
    d) 氧化鋅分散不均勻造成導熱效果有差異,或導熱不均勻造成AC分解不均勻形成粗孔。
    e)架橋不足或發泡太快都可能形成粗孔。
    f) 交聯劑過量會形成光滑的大孔。如果是粗孔也是分布比較均勻的(多余的交聯劑在熔融狀態下形成堆積,與蒸汽孔相似)。

    發泡倍率不均一

    a) 模具的溫度不均勻,影響發泡劑分解和架橋劑起架橋作用的時間和程度。從而造成發泡倍率不均勻。
    b) 架橋是否完全分解起交聯作用,會影響到收縮比例;
    c)助劑的品質不穩定或分散不均勻,也會造成此情況。

    出現色差

    a) AC發泡劑的殘渣為深棕色,是造成色差的原因之一。
    b) AC的顆粒粗細不均勻,使粗顆粒的AC分解不完全,其沒分解部分為土黃色。也會造成色差。
    c) 制品泡孔密度不均勻也會造成色差,粗處顏色較深。
    d) 氧化鋅的含量高低,鋅的金屬光澤反射也會使顏色在視覺上的不同。

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